1. REOLOGÍA DE LÍQUIDOS
VISCOSOS
Dra. Rebeca González Hernández
INSTITUTO TECNOLÓGICO
DE SALTILLO
Técnicas de análisis
Equipo 4:
Benjamín Padilla
Ilse Valeria Reyes Vílchez
Juan Alfredo Reyna Rodríguez
Eduardo

2. » Albert Einstein demostró, teórica y
experimentalmente que una suspensión
de esferas posee una viscosidad mayor
que la de un líquido.
» La emergencia de la Reología estuvo
ligada al desarrollo de la industria de los
polímeros.

3. » Mezcla heterogénea compuesta por
un sólido que se dispersa en un medio
gaseoso o líquido.
» Cuando vemos una suspensión, las
partículas de una sustancia están
suspendidas en la otra sustancia ya que
poseen diferente densidad.

4. » Es la propiedad que tienen los líquidos de
ofrecer cierta resistencia a la deformación o
desplazamiento relativo de dos capas
paralelas vecinas.
» Medida de la resistencia a la deformación del
fluido.
D· 
donde,
 : esfuerzo cortante [mPa].
 : viscosidad [mPa·s]
D: velocidad de deformación [s-1
]

5. Factores que influyen en la viscosidad:
» Temperatura: la viscosidad disminuye con la
temperatura
» Velocidad de deformación: Los fluidos se deforman
continuamente bajo la aplicación de esfuerzo
cortante, en la materia de los plásticos, la
deformación disminuye con el aumento de la
velocidad de deformación.
» Presión: La viscosidad aumenta exponencialmente
con la presión, los cambios son bastantes pequeños
para presiones distintas de la atmosfera, pero no se
toma mucho en cuenta para las mediciones.
» Degradación
» Aditivos: La viscosidad de los plásticos en estado
fundido aumenta en presencia de cargas, rellenos y
modificadores de impacto

6. » La reología es la ciencia de la
deformación y flujo de la materia, su
parámetro mas característico es la
viscosidad, que mide la resistencia interna
que un líquido ofrece al movimiento
relativo de sus distintas partes
» Su estudio es esencial en muchas
industrias, incluyendo las de
plásticos, pinturas, alimentación, tintas de
impresión, detergentes o aceites
lubricantes, por ejemplo.

7. Aplicaciones:
» Control de calidad de los alimentos
» Estudio de la textura y consistencia de productos
» Producción de pegamentos
» Producción de pinturas
» Producción de productos cosméticos y de higiene corporal
» Producción de medicamentos
» Caracterización de elastómeros y de polímeros tipo PVC.
» Estabilidad de emulsiones y suspensiones.
» Caracterización de gasolinas y otros tipos de hidrocarburos.
» Caracterización de metales (en situaciones de elevada
temperatura), y de cristales líquidos.
» Control de sustancias que sean transportadas a lo largo de
un recipiente cilíndrico (para evitar la reopexia).
» Estudio del magma en vulcanología

8. » Las propiedades reológicas se definen
a partir de la relación existente entre
fuerza o sistema de fuerzas externas y su
respuesta, ya sea como deformación o
flujo.
» Todo fluido se va deformar en mayor o
menor medida al someterse a un
sistema de fuerzas externas.

9. » Un fluido se define como una sustancia que se
deforma continuamente bajo la aplicación
de esfuerzos cortantes.
» Las características reológicas de un fluido son
uno de los criterios esenciales en el desarrollo
de productos en el ámbito industrial.
» Frecuentemente, éstas determinan las
propiedades funcionales de algunas
sustancias e intervienen durante el control de
calidad, los tratamientos (comportamiento
mecánico), el diseño de operaciones básicas
como bombeo, mezclado y
envasado, almacenamiento y estabilidad
física, e incluso en el momento del consumo
(textura).

10. Existen 3 tipos de fluidos:
» NEWTONIANOS (proporcionalidad entre el
esfuerzo cortante y la velocidad de
deformación).
» NO NEWTONIANOS (no hay
proporcionalidad entre el esfuerzo
cortante y la velocidad de deformación)
» VISCOELÁSTICOS (se comportan como
líquidos y sólidos, presentando
propiedades de ambos).

11. » La relación entre el esfuerzo cortante
aplicado y la velocidad viene dada por
la ecuación:
 xy
du
dt
 .•
(Ley de viscosidad de Newton)
siendo: xy = esfuerzo cortante (mPa)
 = viscosidad dinámica del fluido (mPa·s)
du/dy = velocidad de deformación del fluido (s-1
) = D

12. Tipos de fluidos
Newtonianos No Newtonianos
Independientes
del tiempo
Sin esfuerzo
umbral
Pseudoplásticos
Dilatantes
Con esfuerzo
umbral
Plásticos
Viscoelásticos

13. » Un fluido newtoniano se caracteriza por cumplir la
Ley de Newton, es decir, que existe una relación
lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de
deformación.
» µ es constante para este tipo de fluidos y no
depende del esfuerzo cortante aplicado.
» No depende del tiempo de aplicación del
esfuerzo, aunque sí puede depender tanto de la
temperatura como de la presión a la que se
encuentre .
» Ejemplos de fluidos Newtonianos son el agua y el
aceite.

14. » Para una mejor comprensión de este tipo de fluido se
representan dos tipos de gráficas, la“Curva de Fluidez” y
la“Curva de Viscosidad”. En la Curva de Fluidez se grafica el
esfuerzo cortante frente a la velocidad de deformación (  vs
D), mientras que en la Curva de Viscosidad se representa la
viscosidad en función de la velocidad de deformación ( vs
D). Para un fluido newtoniano se obtienen las siguientes
curvas (Figura 2):
 
D D
Figura 2: Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido newtoniano.

17. » Un fluido no newtoniano es aquel cuya
viscosidad varia con el gradiente de tensión que
se le aplica como resultado un fluido no
newtoniano no tiene valor de viscosidad
definido y constante a diferencia de un fluido
newtoniano.
» Los líquidos no newtonianos son los que no
presentan linealidad en la relación entre la
viscosidad y esfuerzo cortante que es lo que
establece la ley de newton.
» Estos fluidos se caracteriza por sus propiedades
reologicas, es decir las tensiones que tiene que
ver con la relación entre el esfuerzo y los
tensores de tensión bajo a diferentes
condiciones de flujo.

18. Dilatantes
» Los fluidos dilatantes son suspensiones en las que
se produce un aumento de la viscosidad con la
velocidad de deformación, es decir, un aumento
del esfuerzo cortante con dicha velocidad.
» Se presenta cuando al aumentar la velocidad de
cizalla se aumenta la viscosidad del fluido
» Ejemplos de este tipo de fluidos son: la harina de
maíz, las disoluciones de almidón muy
concentradas, la arena mojada, dióxido de
titanio, etc.

19. Dilatantes
» La figura 8 representa las curvas de fluidez y
viscosidad para este tipo de fluidos:
 
D D
Figura 8: Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido dilatante.

20. Plásticos
» Este tipo de fluido se comporta como un sólido
hasta que sobrepasa un esfuerzo cortante mínimo
(esfuerzo umbral) y a partir de dicho valor se
comporta como un líquido.
» Se presenta cuando al someter el material a
esfuerzos inferiores a cierto valor umbral, éste
almacena energía. Si por el contrario se supera el
umbral, el material se deforma continuamente
como un fluido, siendo el esfuerzo una
función, lineal o no, de la velocidad de
deformación.
» Algunos ejemplos de comportamiento plástico son
el chocolate, la arcilla, la mantequilla, la
mayonesa, la pasta de dientes, las emulsiones, las
espumas, etc

21.  
D D
Figura 10. Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido plástico

22. Pseudoplásticos
» Este tipo de fluidos se caracterizan por una
disminución de su viscosidad, y de su esfuerzo
cortante, con la velocidad de deformación.
» Se presenta en materiales en los que al aumentar
la velocidad de deformación se reduce su
viscosidad. Éste es el comportamiento más común
a nivel industrial y se puede encontrar marcado en
mayor o menor medida dependiendo de la
distribución de pesos moleculares y de la
estructura del material
» Ejemplos de fluidos pseudoplásticos son: algunos
tipos de ketchup, mostaza, algunas clases de
pinturas, suspensiones acuosas de arcilla, etc.

23.  
D D
Figura 4: Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido pseudoplástico.

24. » Los fluidos viscoelásticos se caracterizan por presentar a la
vez tanto propiedades viscosas como elásticas. Esta mezcla
de propiedades puede ser debida a la existencia en el
líquido de moléculas muy largas y flexibles o también a la
presencia de partículas líquidas o sólidos dispersos.
» Tipo de comportamiento reologico que presentan algunos
materiales que exhiben tanto propiedades viscosas como
elásticas al ser deformados.
» Ejemplos de fluidos viscoelásticos son la nata, la gelatina, los
helados.

26. » Permite conocer el
comportamiento
de las suspensiones
en rangos de
esfuerzo y
velocidad mucho
mas amplios así
como las
condiciones
estacionarias.

27. Absolutas Relativas
-Condiciones del ensayo muy
controladas:
gradiente de velocidad, flujo
laminar, etc.
– Se miden magnitudes físicas
– Obtienen viscosidad
mediante fórmula
matemática sin
correlaciones/calibraciones
– Por tanto: son exactos
– Condiciones del ensayo no
tan controladas
– Se miden magnitudes físicas
– Obtienen viscosidad
mediante
correlaciones/calibraciones
– La velocidad de cizalla no es
constante
Por tanto, no sirve para obtener
curvas de flujo
Medidas Absolutas/Relativas

28. » Indexadores de fluencia de masa
(polímeros)

29. » Rotacionales

30. » Rotacionales

31. » Rotacionales

34. » Ventajas CR:
˃Reómetro más económico
˃A veces es necesario fijar la velocidad de cizalla
» Ventajas CS:
˃Medidas precisas para la velocidad de cizalla bajas
˃Permite medir el punto de flujo